تشكل مجموعة الطاقة الشمسية الموجودة على سطح المبنى خطراً على رجال الإطفاء لا يشكله النظام المثبت على الأرض: الموصلات الكهربائية موجودة في هيكل يجب على رجال الإطفاء الوصول إليه وقطعه وتهويته في ظل ظروف الطوارئ. يعالج القسم 690.12 من NEC 2020 - متطلبات إيقاف التشغيل السريع - هذا الأمر من خلال إلزام جميع الموصلات الحية داخل حدود الصفيف بإلغاء تنشيطها خلال 30 ثانية من بدء إيقاف التشغيل. بالنسبة لأي مشروع تجاري على السطح مسموح به بموجب NEC 2020 أو أحدث، فإن الامتثال ليس اختياريًا.
عناوين الاغلاق السريع الخطر
يتوقف نظام عاكس السلسلة القياسي، عند فتح فصل التيار المتردد، عن تحويل الطاقة - لكن سلاسل التيار المستمر بين الوحدات والعاكس تظل حية طالما سقط ضوء الشمس على المصفوفة. تنتج سلسلة مكونة من 20 وحدة عند 40 فولت لكل وحدة 800 فولت تيار مستمر حتى مع عدم اتصال العاكس بالكامل. سيواجه رجال الإطفاء الذين يقطعون ثقبًا في السقف لتهوية الحريق موصلات نشطة لا يستطيع النظام الكهربائي للتيار المتردد في المبنى التحكم فيها.
يعمل الإغلاق السريع على التخلص من هذا الخطر من خلال ضمان أنه في غضون 30 ثانية من بدء إيقاف التشغيل (عبر مفتاح مخصص عند مدخل الخدمة)، يتم تقليل جميع الموصلات الموجودة ضمن قدم واحد من حدود الصفيف إلى 30 فولت أو أقل. أقل من 30 فولت تيار مستمر، ينخفض خطر الصدمة والوميض القوسي على الأفراد غير المحميين إلى أقل من المستويات التي تهدد حياتهم.
ما يتطلبه القسم 690.12 من NEC 2020
شددت NEC لعام 2020 (التي اعتمدتها الولايات الأمريكية تدريجيًا اعتبارًا من عام 2020 فصاعدًا) متطلبات الإغلاق السريع المقدمة في NEC 2017:
- النطاق: جميع الأنظمة الكهروضوئية الموجودة على المباني أو داخلها - على الأسطح، والواجهات، وBIPV. تُعفى الأنظمة المثبتة على الأرض على الأراضي المفتوحة.
- حد الجهد: يجب أن تكون جميع الموصلات الموجودة داخل حدود الصفيف عند 30 فولت أو أقل خلال 30 ثانية من بدء إيقاف التشغيل السريع.
- حدود الصفيف: محيط 1 قدم حول المصفوفة. يجب أن تستوفي جميع الموصلات الموجودة ضمن هذه الحدود - بما في ذلك صناديق توصيل الوحدة، ومحسنات التيار المستمر، والأسلاك بين الوحدات - حد 30 فولت.
- البدء: يجب أن يكون مفتاح الإغلاق السريع موجودًا عند مدخل خدمة المرافق، وأن يكون مُعلَّمًا بشكل واضح، ويمكن لرجال الإطفاء الوصول إليه دون دخول المبنى.
- إشارة: يجب أن يؤكد المؤشر المرئي (عادةً ضوء أو علامة) على بدء إيقاف التشغيل السريع وأن المصفوفة في حالة إيقاف التشغيل.
بنيات النظام المتوافقة
| الهندسة المعمارية | متوافق مع NEC 2020؟ | كيف يتم تحقيق الاغلاق | تأثير التكلفة |
|---|---|---|---|
| إلكترونيات الطاقة على مستوى الوحدة (المحولات الدقيقة) | نعم - متوافقة بطبيعتها | يتوقف المحول الصغير لكل وحدة عن التحويل عند إزالة طاقة التيار المتردد عند بدء إيقاف التشغيل | عالية - تكلفة المحولات الدقيقة لكل واط أكبر من محولات السلسلة |
| محسنات طاقة التيار المستمر مع سلسلة العاكس | نعم — إذا كان المحسنون يدعمون إيقاف تشغيل MLPE | يتم تعيين المُحسِّن افتراضيًا على حالة "آمنة" ذات الجهد المنخفض عند فقدان الاتصال من العاكس | معتدل - تمت إضافة تكلفة مُحسِّنة إلى نظام عاكس السلسلة |
| عاكس سلسلة مع جهاز إيقاف سريع على مستوى السلسلة (SRSD) | نعم — إذا كانت SRSD تلبي 690.12 | تعمل وحدة SRSD المخصصة على قطع سلسلة التيار المستمر عند حدود الصفيف عند إشارة إيقاف التشغيل | أقل من MLPE — SRSD واحد لكل سلسلة بدلاً من كل وحدة نمطية |
| محول سلسلة، لا توجد أجهزة إضافية | لا - غير متوافق مع NEC 2020 | تظل سلاسل التيار المستمر حية بجهد كامل؛ يتم عزل جانب التيار المتردد فقط | غير متاح - غير متوافق |
| عاكس هجين مع جهاز إرسال مدمج للإغلاق السريع | نعم — إذا كان العاكس معتمدًا لـ UL 1741 SA مع إيقاف التشغيل السريع | يقوم العاكس بإيقاف MPPT ويرسل إشارة إيقاف التشغيل إلى الأجهزة الموجودة على جانب المصفوفة | على غرار سلسلة + SRSD |
أجهزة الإغلاق السريع على مستوى السلسلة (SRSDs): المسار التجاري الأمثل من حيث التكلفة
بالنسبة للأنظمة التجارية التي تحتوي على العديد من السلاسل وتفضيل محولات السلسلة، تكون مُحسِّنات مستوى الوحدة في كل وحدة باهظة الثمن وتزيد من تعقيد التثبيت. أجهزة الإغلاق السريع على مستوى السلسلة - واحدة لكل سلسلة، مثبتة على حافة المصفوفة - هي البديل الأمثل من حيث التكلفة. وهي تعمل من خلال الحفاظ على إشارة "تمكين" مدعومة من العاكس؛ عندما يفتح مفتاح إيقاف التشغيل السريع دائرة التيار المتردد، يتم فقدان إشارة التمكين، ويقوم الاتصال الآمن من الفشل الخاص بـ SRSD بفتح سلسلة التيار المستمر خلال أجزاء من الثانية.
تعد وحدات SRSD أرخص بكثير من MLPE لكل وحدة: تتعامل SRSD النموذجية مع سلسلة واحدة (10-25 وحدة) مقابل 80-150 دولارًا مثبتًا، مقابل 80-150 دولارًا لكل وحدة للمحسنات. في نظام بقدرة 500 كيلو وات يحتوي على 250 وحدة (بافتراض 2 كيلو وات و 25 لكل سلسلة = 10 سلاسل لكل عاكس)، يمكن أن يتجاوز فرق التكلفة 30.000 دولار أمريكي للتركيب.
متطلبات وضع العلامات واللافتات
تتطلب NEC 2020 وضع علامات محددة في نقاط متعددة:
- مفتاح الاغلاق السريع: ملصق "SOLAR PV SYSTEM RAPID SHUTDOWN SWITCH"، خلفية حمراء، أحرف بحجم 3/8 بوصة على الأقل.
- عند المصفوفة: لافتة تشير إلى أن النظام يتمتع بإمكانية إيقاف التشغيل السريع، ويتم وضعها بحيث تكون مرئية من نقطة الوصول الموجودة على السطح.
- مخطط النظام: يجب نشر رسم تخطيطي من سطر واحد للنظام الكهروضوئي بشكل دائم في موقع مفتاح الإغلاق السريع.
- جهاز الإشارة: ضوء مرئي أو علامة تشير إلى حالة "SYSTEM IN RAPID SHUTDOWN" عند بدء إيقاف التشغيل.
الإغلاق السريع في الولايات القضائية غير التابعة لشركة NEC
خارج الولايات المتحدة، تختلف متطلبات الإغلاق السريع. يتطلب المعيار الأوروبي IEC 60364-7-712 مفتاح عزل تيار متردد يمكن الوصول إليه عند نقطة اتصال الشبكة ولكنه لا ينص (اعتبارًا من الإصدارات الحالية) على تقليل الجهد داخل حدود الصفيف إلى 30 فولت. ومع ذلك، أدخلت العديد من الدول الأوروبية تعديلات وطنية تتطلب أجهزة أمان على مستوى الوحدة أو على مستوى السلسلة لأنظمة الأسطح التجارية الجديدة. على سبيل المثال، يشتمل معيار VDE-AR-E 2100-712 الألماني على متطلبات "الجهد المنخفض الآمن" في المصفوفة في ظل ظروف الطوارئ.
بالنسبة للمشاريع في الشرق الأوسط وآسيا الوسطى التي تستهدف أسواق التصدير أو التي تستخدم الرموز المرجعية في الولايات المتحدة، تأكد من متطلبات الإغلاق السريع مع السلطة المحلية ذات الاختصاص القضائي (AHJ). اتصل بنا لمناقشة مواصفات المعدات لأي ولاية قضائية - محولات Sungrow الخاصة بنا معتمدة وفقًا لمعايير IEC وCE وUL وهي متوافقة مع أنظمة MLPE وSRSD الرئيسية للتصميمات المتوافقة مع NEC.
التأثير على تصميم النظام
يجب أن يؤخذ الامتثال للإيقاف السريع في الاعتبار في تصميم النظام منذ البداية، وليس تعديله بعد مراجعة التصريح:
- حدد متطلبات SRSD أو MLPE في طلب عرض الأسعار حتى يقوم المقاولون بالتسعير بشكل صحيح
- يجب أن ينتهي توجيه السلسلة عند صناديق التجميع التي يمكن الوصول إليها أو نقاط تثبيت حافة الصفيف لتثبيت SRSD
- يجب تضمين مفتاح إيقاف التشغيل السريع في المخطط أحادي الخط المقدم للحصول على التصريح
- يجب أن تتضمن قائمة التحقق من التشغيل اختبارًا مباشرًا لوظيفة إيقاف التشغيل السريع - راجع موقعنا دليل قائمة التحقق من التشغيل
- تنطبق متطلبات AFCI (قاطع دائرة خطأ القوس الكهربائي) بموجب القسم 690.11 من NEC 2020 في وقت واحد مع الإغلاق السريع - تشتمل بعض المحولات على AFCI متكامل